Функциональный преобразователь

(72) Автор мзобретенмя 1

Л. И. Цытович

Челябинский политехнический институт им. Ленинского комсомола= — . (7l ) Заявмтель (5Й) ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ

Изобретение относится к преобразователям электрических сигналов на осно.ве кусочной аппроксимации различных функциональных зависимостей и может быть использовано в аналоговых вычислительных машинах.

Известен функциональный преобразователь, содержащий операционные усилители, диодно-резистивные ячейки Г1 ).

Недостатком этого .. Функционального

- преобразователя является невысокая точность работы.

Наиболее близким к предлагаемому является функциональный преобразователь, содержащий сумматор, первый и второй интеграторы, релейный элемент, одновибратор, и элементов с зоной нечувствительности (21.

Этот функциональный преобразова- 2а тель характеризуется сложной функ-циональной схемой.

Цель изобретения — упрощение функционального преобразователя.

Для достижения поставленной цели в функциональный преобразователь, содержащий соединенные последовательно сумматор, первый интегратор, релейный элемент и второй интегратор, первый вход сумматора является входом функционального преобразователя, выходом которого является вход релейного элемента, выход релейного элемента подключен к второму входу сумматора и входу одновибратора, l1 элементов с зоной нечувствительности, входы которых соединены с выходом второго интегратора, введены и масштабных резисторов, причем выход каждого из и элементов с зоной нечувствительности через соответствующий масштабный резистор соединен с соответствующим входом сумматора, выход одновибратора подключен к входу обнуления второго интегратора.

На чертеже изображена функциональная схема предлагаемого функционального преобразователя.

942057

На схеме обозначены сумматор 1, первый интегратор 2, релейный элемент 3, одновибратор 4, второй интегратор 5, масштабные резисторы 6-1, 6-2,..., б-п, элементы 7-1, 7-2,..., 7-й, вход 8 и выход 9 функционального преобразователя.

Функциональный преобразователь работает следующим образом.

Сумматор 1, первый .интегратор 2 10 и релейный элемент 3 в совокупности образуют автоколебательный каскад с частотно-широтно-импульсной модуляцией. Переключение релейного элемента 3 происходит при амплитуде сигнала на его входе, равной его порогам переключения. Выходной сигнал релейного элемента 3 неизменен по модулю амплитуды и меняется только по знаку. При отсутствии сигнала на входе

8 длительности импульсов положительной и отрицательной полярности ei»ходного сигнала релейного элемента 3 ( равны, а их среднее значение за период автоколебаний равно нулю.

Наличие сигнала на входе 8 приводит к изменению скорости измене-. ния выходного сигнала первого интег ратора 2. 8 интервале времени совпа.- . дения знаков сигнала на входе 8 и сигнала с выхода релейного элемента 3 скорость изменения выходного сигнала первого интегратора 2 опре. деляется суммой токов входного сигнала и сигнала обратной связи, а в . интервале времени несовпадения знаков этих сигналов скорость изменения выходного сигнала первого интегратора 2 зависит от разности токов, В результате на выходе релейного элемента 3 среднее значение сигнала

49 за период автоколебаний устанавливается пропорционально величине сигнала на. входе 8.

Требуемая нелинейная зависимость между средним значением сигнала на

4$ выходе 9 и сигналом на входе 8 осуществяяется с помощью элементов 7-1, 7-2...,, 7-п и масштабных резисторов 6-1,.6-2, ;, 6-и. Число этих функциональных блоков выбирается из условия необходимой точности кусочно-линейной аппроксимации требуемой нелинейной функции. Для установки нулевого исходного состояния второго. интегратора 4, который в момент переключения релейного элемента 3 формирует импульсы малой длительности, достаточной для установления нулевых.

4 начальных условий на выходе второго интегратора 5.

Под воздействием выходного сигнала релейного элемента 3 происходит линейное изменение, например нарастание сигнала на выходе второго интегратора 5. При значении выходного сигнала второго интегратора 5, равном порогу срабатывания первого элемента 7-1 с зоной нечувствительности, происходит передача выходного сигнала второго интегратора 5 через замкнутый первый элемент « 1 с зоной нечувствительности и первый масштабный резистор 6-1 на вход сумматора 1. Величина этого переданного сигнала определяется величиной сопротивления первого масштабного резистора 6-1. Поскольку на вход первого интегратора 2 действует сумма сигналов со входа 8 и выхода первого масштабного резистора 6-1, то скорость нарастания выходного сигнала первого интегратора 2 увеличивается.

В следующий момент времени, когда под действием выходного сигнала релейного элемента 3 замкнется второй элемент 7-2 с зоной нечувствительности, на вход первого интегратора 2 добавляется сигнал с выхода второго масштабного резистора 6-2 и вновь увеличится скорость нарастания выходного сигнала первого интегратора 2.

Таким образом, кусочно-линейным методом аппроксимируется нелинейная функция на выходе первого интегратора 2, которая затем преобразуется в изменение длительности импульсов на выходе релейного элемента 3.

При изменении знака выходного сигнала релейного элемента.3 с помощью одновибратора 4:происходит разряд (установка в нулевое состояние) второго интегратора 5.

Далее процессы периодически повторяются. По сравнению с прототипом предлагаемый функциональный преобразователь характеризуется более простой функциональн9й схемой.

Формула изобретения

Функциональный преобразователь, содержащий соединенные последовательно сумматор, первый интегратор, релейный элемент и второй интегратор, первый вход сумматора является входом функционального преобразовате5 942057 6 ля, выходом которого является выход соответствующим входом сумматора, релейного элемента, выход релейного выход одновибратора подключен к вхоэлемента подключен к второму входу ду обнуления второго интегратора.

;сумматора и входу одновибратора, р элементов с зоной нечувствитель- Источники информации, ности, входы которых соединены с принятые во внимание при экспертизе выходом второго интегратора, о т— 1. Патент Великобритании У 1398297, л и ч, а ю шийся тем, что, с кл. Q 4 G, опублик. 1975. целью. упрощения, в него введены П 2. Карпов Р.Г. и др. Преобразовамасштабных резисторов, причем выход 16 ние и математическая обработка шикаждого из и элементов с зоной не- ротно-импульсных сигналов. И., "ИачувсФвительности через соответствую- шиностроение", 1977, с. 158-160, щий масштабный резистор соединен с рис. 117 (прототип)..

Составитель Q.Îòðàäíoâ

Редактор С.Тараненко Техред Е.Харитончик Корректор E-Рошко

Заказ 4843/41 Тираж 731 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4